La Chiesa conserva, in uno scrigno argenteo, le reliquie di Santa Barbara, patrona di Paternò.
Nel presbiterio si trova l’altare maggiore in marmo, datato 1872; al centro vi è una nicchia chiusa da una porta che custodisce la statua di S. Barbara che risale al 1745. L’ attuale edificio fu realizzato con un progetto settecentesco; nel 1871 fu innalzata la facciata in stile neoclassico, con elementi baroccheggianti. Il portale centrale è sormontato da una grande nicchia con la statua di S. Barbara e ai lati vi sono le statue dei santi Pietro e Paolo (queste tre statue sono opera di M. Moschetti – 1911). Le porte in Bronzo (1991) rappresentano delle scene sulla vita di Santa Barbara. La loggia al piano superiore ospita 13 campane in bronzo; la grande cupola è alta quasi 40 metri; un fregio della cupola della chiesa è crollato alla vigilia di Natale del 2008 e, dopo 5 anni di lavori per il restauro, la chiesa è stata riaperta nel 2013.
Il culto della Vergine e Martire Santa Barbara fu introdotto a Paternò intorno al XIII secolo dai cavalieri teutonici. Quando a Paternò scoppiò la peste (1576) ad una suora benedettina, che si trovava in uno dei lazzaretti fatti costruire da Luisa Moncada, comparve in sogno Santa Barbara ed ella la supplicò di salvare il paese dalla peste; la sua supplica fu accolta e la città fu liberata dall’epidemia.
